Chimie analytique, concours interne technicien principal police technique et scientifique 2016.

Partie A.
Pour mettre en �vidence la pr�sence de sucre dans un pr�l�vement on utilise le r�actif de Potterat ( EDTA cuivreux), pr�par� � partir du sulfate de cuivre, d'EDTA et de carbonate de sodium.
A 1 mL de la solution aqueuse � tester, ajouter 25 �L d'acide sulfurique concentr� puis chauffer 10 minutes au bain marie. R�ajuster le pH � 7 ou plus.
Enfin ajouter 1 mL du r�actif de Potterat et laisser 10 minutes au bain marie. l'apparition d'un pr�cipit� rouge brique indique la pr�sence d'un sucre r�ducteur tel que le glucose.
1. Quelle substance ajoutez-vous � la solution pour ajuster le pH.
Le pH initial �tant 6,5, on ajoute de la soude pour amener le pH � 7 ou plus.
2. Donner la projection de Fischer du glucose et localiser les groupes fonctionnels. La mol�cule poss�de -t-elle un atome de carbone asym�trique ?

Les atomes de carbone n�2, 3, 4 et 5 sont asym�triques.
3. Ecrire les demi-�quations puis l'�quation bilan de la r�action sachant qu'elle met en jeu les couples Redox Cu²⁺/Cu₂O et gluconate RCOO^- / glucose RCHO.
2 Cu²⁺ +2e^- +2HO^- -->Cu₂O +H₂O.
RCHO +3HO^- --> RCOO^- +2e^- +2H₂O.
RCHO +2 Cu²⁺ +5HO^- --> RCOO^- +Cu₂O + 3H₂O.
4. A quelles esp�ces chimiques sont dues les colorations bleue et rouge des solutions initiale et finale ?
Cu²⁺ aqueux donne une coloration bleue � la solution.
Cu₂O donne la couleur rouge brique au pr�cipit�.
5. Que signifie les lettres ITRF ?
Ing�nieurs et personnels Techniques de Recherche et de Formation.
6. Citer une autre technique analytique qui aurait pu �tre utilis�e pour d�tecter les sucres.
Chromatographie.( HPLC)
7. Expliquer la premi�re �tape ( ajout d'acide sulfurique � la solution ) du test de Potterat.
En milieu acide dilu�, le glucose ne r�agit pas.

Partie B.
L'analine sulfurique a permis de mettre en �vidence la pr�sence d'ion chlorate.
Le chlore ¹⁷Cl a une masse atomique A_Cl = 35,453 u et est pr�sent � l'�tat naturel sous forme de 2 isotopes stables : ³⁵Cl et ³⁷Cl.
8. Qu'est ce qu'un isotope ? Calculer la composition atomique du chlore ³⁵Cl et ³⁷Cl.
Deux isotopes ne diff�rent que par leur nombre de neutrons ; ils ont le m�me num�ro atomique Z.
³⁵Cl : 17 protons et 35-17 = 18 neutrons ; ³⁷Cl : 17 protons et 37-17 = 20 neutrons.
9. Donner la configuration �lectronique de l'atome � l'�tat fondamental. A quelle famille appartient le chlore ?
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵. Famille des halog�nes.
10. Quel est le degr� d'oxydation du chlore dans les ions chlorates ? Citer un autre compos� chimique contenant du chlore � un degr� d'oxydation diff�rent.
ClO₄^- : n.o(Cl )+4 (-2) = -1 ; n.o(Cl) =+VII.
Ion hypochlorite ClO^-.
Partie C.
Les m�langes chlorate-sucre sont des explosifs artisanaux dont les proportions id�ales sont : 72 % chlorate de sodium et 28 % saccharose. Le m�lange doit �tre homog�ne.
11. D�finir une explosion chimique.
Une explosion est une augmentaion rapide de volume et une lib�ration d'�nergie avec g�n�ration de hautes temp�rature et de gaz..
12. Quels gaz pourraient lib�r�s au cours de la r�action lors de l'explosion chlorate-sucre ?
CO₂ et H₂O.
Partie D.
13. Que signifie l'acronyme FNAEG ?
Fichier Nationnal Automatis� des Empreintes G�n�tiques.
14. Qu'est qu'un catalyseur ?
Un catalyseur acc�l�re une r�action thermodynamiquement possible. Il n'appara�t pas dans le bilan de la r�action, �tant r�g�n�r� lors de la derni�re �tape du processus.
15. L'acylation conduit � la formation d'un ester. Quel(s) groupe(s) de la mol�cule de sucre est ac�tyl� ? Ecrire sch�matiquement la r�action d'acylation.
Les groupes OH de la mol�cules de sucres sont ac�tyl�s.
R--OH + R'COOH = R'COO-R + H₂O.
16. Sous quel nom est plus connu la MDMA sous forme de comprim� ?
ecstasy.
17. Pourquoi les sucres sont-ils ac�tyl�s avant l'analyse en GC/MS ? Quelle autre r�action produit le m�me effet ?
Les sucres sont des mol�cules polaires ( pr�sence des groupes OH). Les esters sont moins polaires que les sucres.
Protection en fonction �ther oxydes.
18. Les sucres peuvent �tre analys�s en HPLC, quel type de d�tecteur est le plus adapt� ?
R�fractom�trie diff�rentielle.

Le comprim� est ac�thyl� dans le chloroforme par l'anhydride ac�tique, la r�action est catalys�e par de l'imidazole. Outre la MDMA, les analyses mettent en �vidence la pr�sence d'un sucre de formule brute C₁₂H₂₂O₁₁.
19. Quel sucre est utilis� comme excipient ? A quel compos� correspond le pic � 14,53 min ?
Le lactose.(T_r = 35,12 min).
Le pic � 14,53 min correspond au MDMA.

20. Proposer une m�thode simple pour �valuer la quantit� de MDMA dans le comprim�.
Il suffit d'�tudier le rapport des aires A_i / A_E ( Ai aire du pic de l'analyte ; A_E aire du pic de l'�talon interne). Le pic de l'�talon interne sert d'�chelle.

Partie E.
Les cheveux sont analys�s en toxicologie pour la recherche de substances m�dicamenteuses, dans le cas pr�sent pour la recherche sp�cifique de risp�ridone et de 9-OH-risp�ridone.
La m�che de 4,2 cm de long est dans un premier temps d�contamin�e dans des bains successifs de dichlorom�thane. Il est ensuite d�coup� en tron�ons de 1 cm correspondant chacun � environ 1 mois de pousse du cheveu.

Chaque troncon est broy�. Pour chaque tron�on, 20 mg environ de ce broyat sont recueillis, additionn�s d'un standard interne deut�r�, hydrolys�s puis extraits par un m�lange dichlorom�thane / �ther.
L'extrait est analys� par LC/MS/MS.
Dans le m�me temps, une gamme de calibration, un blanc et un contr�le positif � 150 pg / mg sont pr�par�s dans les m�mes conditions. l'incertitude de la m�thode est de 20 %.
21. Quel est l'apport de l'analyse des cheveux en toxicologie m�dico-l�gale ?
L'analyse d'urine et l'analyse de sang fournissent des informations � court terme de la consommation de drogues. L'histoire � long terme n'est possible que par l'analyse des cheveux ( distinction entre l'utilisation chronique et d'une exposition unique aux drogues ).
22. Quel est le r�le de l'�talon interne ?
Le pic de l'�talon interne sert d'�chelle.
23. Que signifie ce pictogramme ?

Canc�rog�ne, t�ratog�ne.
24. Quels sont vos protections individuelles lors de la manipulation ?
Protection des yeux et du visage : lunette, �cran facial.
Protection de la peau : gants, tabliers, bottes.
Protection des voies respiratoires : appareil respiratoire autonome muni d'un masque complet.
2 Un m�tabolite est un compos� organique interm�diaire ou issu du m�tabolisme. Ce terme est r�serv� aux petites mol�cules ( monom�re) par opposition aux macromol�cules. Par exemple le glucose est un m�tabolite, contrairement au glycog�ne. Un m�tabolite est un compos� organique interm�diaire ou issu du m�tabolisme. Ce terme est r�serv� aux petites mol�cules ( monom�re) par opposition aux macromol�cules. Par exemple le glucose est un m�tabolite, contrairement au glycog�ne.10. Qu'est-ce q'un m�tabolite ? Quelles indications peut fournir leur pr�sence ?
Un m�tabolite est un compos� organique interm�diaire ou issu du m�tabolisme. Ce terme est r�serv� aux petites mol�cules ( monom�re) par opposition aux macromol�cules. Par exemple le glucose est un m�tabolite, contrairement au glycog�ne.
La pr�sence des mol�cules m�res retrouv�es dans la salive, r�v�lent la consommation des 24 derni�res heures.10. Qu'est-ce q'un m�tabolite ? Quelles indications peut fournir leur pr�sence ?
Un m�tabolite est un compos� organique interm�diaire ou issu du m�tabolisme. Ce terme est r�serv� aux petites mol�cules ( monom�re) par opposition aux macromol�cules. Par exemple le glucose est un m�tabolite, contrairement au glycog�ne.
La pr�sence des mol�cules m�res retrouv�es dans la salive, r�v�lent la consommation des 24 derni�res heures.
26. Rappeler bri�vement le principe de la spectrom�trie de masse en tandem. En LC/MS/MS quel est le r�le de la source ESI ?
Spectrom�tre de masse MSMS : s�lection de l'ion � fragmenter ; fragmentation de cet ion ; analyse des ions issus de la fragmentation.
Les ions s�par�s par une simple MS sont s�lectionn�s dans un collecteur et sont fragment�s. Les fragments sont analys�s dans un deuxi�me analyseur. L'identification est plus fine et plus exacte.
Source ESI : Dispersion d'un liquide sous forme de gouttelettes charg�es �lectriquement.
26. Tracer la courbe Aire Risp�ridone / Aire EI en fonction de la quantit� de mati�re.

Concentration (pg / mg)	0	20	50	100	150 Contr�le	300	500	T1	T2	T3	T4
Aire Risp�ridone / Aire EI	0	0,016	0,041	0,074	0,119	0,192	0,338	0,0343	0,113	0,0024	7,7 10^-5

28. En d�duire la concentration de Risp�ridone pour chaque tron�on.
T1 : 0,0343 / 0,00066 ~52 pg / mg.
T2 : 0,113 / 0,00066 ~171 pg / mg.
T3 : 0,0024 / 0,00066 ~3,6 pg / mg.
T4 : 7,7 10^-5 / 0,00066 ~0,12 pg / mg.
Contr�le : 0,119 / 0,00066 ~180 pg /mg.
La consommation de Risp�ridone a �t� insignifiante il y a plus de deux mois, a �t� importante il y a deux mois, puis a diminu� au cours de ce mois.